Sicherheitstechnische Untersuchung der Abweichungen vom Normalbetrieb in Destillationskolonnen durch Simulation

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jörg Steinbach
• Subject Area: Chemical and Thermal Process Engineering
• Term: from 1998 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5149666

Rektifikationskolonnen sind die am weitesten verbreiteten Trennapparate in der chemischen Industrie. Auf Grund des großen Stoffinhalts, der häufig aus brennbaren Lösungsmitteln besteht, stellen Kolonnen ein besonderes sicherheitstechnisches Gefahrenpotential dar. Störungen im Betrieb wie der Ausfall einzelner Komponenten können zum Verlassen des Normalbetriebes führen und letztendlich sogar eine Notentspannung nötig machen. Somit können auch Bedingungen eintreten, die außerhalb des bestimmungsgemäßen Betriebs liegen. Obwohl Simulationsstudien bei der Untersuchung des Betriebsverhaltens von Destillationskolonnen weit verbreitet sind, werden sie zur systematischen sicherheitstechnischen Untersuchung von Störungen im Kolonnenbetrieb bisher nicht eingesetzt. Neben den konventionellen Methoden bietet sich die dynamische Simulation als ein mächtiges Werkzeug, für die sicherheitstechnische Analyse in der Verfahrenstechnik, an. Detaillierte dynamische Simulationen von Betriebsstörungen geben Aufschluß über nicht meßbare Prozeßvariablen. Dies ermöglicht ein vertieftes Verständnis des Systemverhaltens. Mit diesen Möglichkeiten kann das Risiko für normale Betriebszustände und für Betriebsstörungen abgeschätzt werden. Diese Kenntnisse machen die Entwicklung von geeigneten Präventivmaßnahmen möglich. Das Testen von apparativen und/oder betrieblichen Änderungen in bezug auf deren Einfluß auf den Produktionsbetrieb kann simuliert werden. Im Rahmen dieses Projektes sind die durch dynamische Simulation gewonnenen Ergebnisse durch Versuche an einer Technikumsanlage zu verzifizieren. Aus dem so unteruchten Verhalten der Kolonne im nicht-bestimmungsgemäßen Betrieb sollen die Möglichkeiten und der Zeitpunkt für ein störfallverhinderndes Eingreifen bestimmt werden. Die Ergebnisse sind in Form von Auslegungsrichtlinien, Leitlinien für eine fehlerverzeihende anlagentechnische Gestaltung und Hilfen für die Identifizierung von Störfallrisiken umzusetzen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Günter Wozny